热网计算原理与方法解析
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热传导的基本原理与计算方法热传导是指热量从高温区向低温区传递的过程。
它是热力学的一种基本现象,广泛应用于物理学、化学、材料科学等领域。
热传导研究的是物质中热量的传导机制、热传导的速率和规律以及如何控制和改变热传导过程。
一、热传导的基本原理在物理学中,热量的传导可以用热传导定律来描述,即热传导的速率与热差成正比,与导热系数和传热面积成反比。
物质温度较高的区域传递给相邻温度较低的区域,热量的传导是靠原子、分子、电子等的热运动完成的。
这些粒子在物质内做无规则的振动、流动,高温区的热粒子向低温区运动,直到它们的热平衡达到。
热传导的基本原理可以用一维热传导方程来描述:$$\frac{\partial T}{\partial t}=\alpha\frac{\partial^2 T}{\partialx^2}.$$其中,T代表温度,x代表长度,t代表时间,α代表物质的导热系数。
方程的右侧表示温度梯度,表示热量的传递速度。
二、计算热传导的基本方法由于热传导过程的复杂性,通过简单的数学方程来计算热传导的速率是不可能的。
因此,人们开发了许多传热学模型和计算方法。
这些方法主要可以分为两种:一种是基于传热学原理和模型计算的解析解,另一种是基于数值方法求解的计算机模拟。
1. 解析解法解析解法是指根据物理模型和数学方程分析热传导的过程,得到解析解的方法。
这种方法的优点是计算结果精确,适用于简单的热传导问题,如一维热传导、恒定温差热传导等。
解析解法的缺点是只能用于特定情况下的计算,不适用于复杂的三维热传导问题。
2. 数值模拟法数值模拟法是指利用数字计算机来模拟热传导过程,在计算机上求解热传导方程。
这种方法的优点是可以模拟任意形状复杂的热传导问题,适用范围广,计算结果较为准确。
数值模拟法的缺点是需要高性能计算机进行计算,耗费时间和资源较多。
三、热传导应用范围热传导的应用范围非常广泛,涉及物理、化学、材料等多个领域。
在工程领域,热传导的应用与产品的保温、散热、冷却、加热等相关。
供热简单知识1.供热系统:供热系统分一次和二次供热系统,一次由热源单位来提供热源,二次是经过换热站对用户采暖供热(蒸汽系统除外),我公司分东西部供热系统。
2.热量计算公式:Q=C*G(T2-T1)÷1000二次网流量选择原则:G=KW*0.86*1.1/(T2-T1)(地热温差取10℃;分户改造取15℃;二次网直连取25℃)。
采暖期用热:Q*24*167*0.64分户估算水量:一般情况下为3-3.5KG/㎡老式供暖水量:一般情况下为2-2.5KG/㎡地热供暖水量:一般情况下为3.5-5KG/㎡,根据外网负荷确定。
根据45W,50W,55W计算流量情况能得出调整水平关系。
可以实际计算。
3.一、二次网的热量相等:Q1=Q2,C1*G1*(T22-T21)=C2*G2*(T22'-T21'),水C1=C2,一次网温差一般取45℃,直连系统一般选用25℃。
但要和设计联系在一起,高值也可取65℃。
从公式看出温差和流量决定一、二次网热量计算。
4.板式换热器系统阻力正常范围应在5-7mH2O5.民用建筑室内管道流速不大于1.2m/s。
6.压力与饱和水温度关系:7.单位换算:W=1J/S例子:45W/㎡的采暖期的耗热量45*3600*24*167*0.64=0J变成GJ: 0÷00=0.41555GJ/㎡8.比摩阻:供热管路单位长度沿程阻力损失。
若将大管径改为小一号管径,比摩阻增加1-2倍。
9.集中供热管网布置与敷设:管网主干线尽可能通过热负荷中心;管网力求线路短直;管网敷设应力求施工方便,工程量少;在满足安全运行、维修简便前提下,应节约用地;在管网改建、扩建过程中,应尽可能做到新设计的管线不影响原有管线正常运行;管线一般应沿路敷设,不应穿过仓库、堆场以及发展的预留地段;尽可能不通过铁路、公路及其他管线、管沟等,并适当注意整齐美观等,还有许多这里不做介绍。
管网布置有四种形式:A:枝装布置,B:环装布置,C:放射布置,D:网络布置。
第二节热水网路水力工况分析和计算根据上述水力工况计算的基本原理,就可分析和计算热水网路的流量分配,研究它的水力失调状况。
对于整个网路系统来说,各热用户的水力失调状况是多种多样的。
当网路中各热用户的水力失调度x 都大于1(或都小于1)时,称为一致失调。
一致失调又可分为等比失调和不等比失调。
所有热用户的水力失调度x 值都相等的水力失调状况,称为等比失调。
热用户的水力失调度x 值不相等的水力失调状况,称为不等比失调。
当网路中各热用户的水力失调度有的大于1,有的小于1时,则为不一致失调。
当网路各管段和各热用户阻力数已知时,也可以用求出各用户占总流量的比例方法,来分析网路水力工况变化的规律。
如一热水网路系统有几个用户,如图10-2所示。
干线各管段的阻抗以I S 、II S …n S 表示;支线与用户的阻抗以1S 、2S …n S 表示。
网络总流量为V ,用户流量以1V 、2V 、3V …n V 表示。
利用总阻抗的概念,用户1处的AA P ∆,可用下式确定21211V S V S P n AA -==∆(10-10)式中n S -1——热用户1分支点的网路总阻抗。
由(10-10),可得出用户1占总流量的比例,即相对流量比1V 1111/S S V V V n-==(10-11)依次类推,可以得出第m 个用户的相对流量比为n n nm n n S S S S S S V -----⋅⋅⋅⋅⋅⋅==M 11m 21m m V V (10-12)由式(10-12)可以得到如下结论:(1)各用户的相对流量比仅取决于网路各管段和用户的阻力数,而与网路流量无关。
(2)第d个用户与第m个用户(m>d)之间的流量比,仅取决于用户d和用户d 以后(按水流动方向)各管段和用户的阻力数,而与用户d以前各管段和用户的阻力数无关。
下面再以几种常见的水力工况变化情况为例,根据上述的基本原理,并利用水压图,定性地分析水力失调的规律性。
简析分户热计量户热计量的概念和形式分户计量的目的:提高用户的热舒适性,根据需要对室温进行自主调节、计量。
分户计量的室内设计温度:分户计量供暖系统的设计室温比常规供暖系统有所提高。
目前,普遍认可的是分户计量供暖系统的室内设计温度比现行国内标准高2℃。
按此规定设计热负荷会提高7~11%。
户间热负荷计算户间热负荷:分户计量供暖系统有一定的自主选择室内供暖温度的功能。
这就会出现在运行过程中由于人为节能所造成的邻户、临室传热。
为了避免随即的邻户传热影响,房间热负荷必须考虑由于分室调温而出现的温度差而引起的邻户传热量,即称户间传热量。
分户计量热负荷计算:户间热负荷的计算:目前规范还未给出统一的户间传热计算方法。
一些地方规程中对此作了较具体的规定。
较多使用的方法是按实际可能出现的温差计算传热量,然后考虑可能同时出现的概率。
北京市户间热负荷计算原则1.对于集中供暖用户,不采用地暖时,按6℃温差计算户间楼板和隔墙的传热量;采用地暖时,按8℃温差计算。
2.采用分户独立热源的用户,因间歇供暖的可能性更大,户间传热热负荷温差宜按10℃计算。
3.以各户间传热量总和的适当比例作为户间总传热热负荷,一般可取50%;而顶层或底层垂直方向因只向下或向上传热,故考虑较大概率,可取70~80%。
4.户间传热量不宜大于房间基本供暖热负荷的80%。
分户计量水暖系统布置设置分户计量供暖系统的目的:1.按实际耗热量计费2.节约能源3.满足用户对供暖系统多方面的功能要求。
分户计量系统与常规系统的区别:1.分户计量供暖系统应便于分户管理及分户分室控制、调节供热量—即调节室温。
2.垂直式系统,一个用户由多个立管供热,在每一个散热器支管上安装热表来计量,不仅使系统复杂、造价过高,而且管理不便,因此不能广泛使用。
共用立管分户计量供暖系统的共同特点:1.每户管道的起、止点安装关断阀和其中之一处安装调节阀。
2.应设置热表和温控装置。
热表一般安装在用户进口处。
板式换热器计算书excel 概述说明以及解释1. 引言1.1 概述板式换热器是一种常见且重要的热交换设备,广泛应用于化工、电力、制药等领域。
它通过将冷却介质和加热介质分别流动在板间的通道中,实现热量的传递。
而为了准确计算板式换热器的性能指标以及设计参数,使用excel来编制计算书已成为一种常用的方法。
本文旨在概述和解释“板式换热器计算书excel”的相关内容。
首先,我们将简要介绍板式换热器计算书excel的基本信息和用途。
随后,会详细说明计算方法以及excel模板的使用说明。
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1.3 目的本文旨在帮助读者更好地理解和应用板式换热器计算书excel,在实际工程中准确地预测和评估板式换热器的效果,并为优化设计提供参考。
通过对概述说明和解释的阐述,读者将能够深入了解板式换热器的工作原理、计算公式和参数,以及不同类型板式换热器的特点和应用领域。
同时,本文还将提供一些常见问题解答、流程图解析和实际应用案例分析,帮助读者更好地掌握计算方法。
通过对结论部分的总结回顾,我们将评价并展望板式换热器计算书excel的优势和局限,并探讨未来该计算方法的发展趋势以及可能应用场景。
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2. 板式换热器计算书excel:2.1 简介:板式换热器是一种常用于加热和冷却过程中的设备,它通过板与板之间的热交换来实现传热的效果。
而为了方便进行板式换热器的计算和设计,可以使用Excel 软件来创建一个计算书。
这个计算书可以包含各种计算公式和参数,并能提供快速准确的计算结果。
本节将简要介绍这种基于Excel的板式换热器计算书。
2.2 计算方法:在板式换热器的计算中,需要考虑众多参数和公式,如流体温度、流量、传热系数、压降等。
各种供热计量方法的总结摘要本文主要阐述了国内热计量改造工程和新建工程屮使用的几种供热计量方法的原理和各自优点、缺点,如户用热量表法,散热器热分配计法,流量温度法,通断时间面积法,温度法,通断时间(温度)面积法。
通过以上计量方法对比发现,各种方法都有其特点、适用条件,实际工程可根据其自身特点选择合适的计量方法。
关键词供热计量方法户用热量表法散热器热分配计法流量温度法通断时间面积法温度法通断时间(温度)面积法0引言供热计量的目的在于推进城镇供热体制改革,在保证供热质量、改革收费制度的同时,实现节能降耗[<近几年来,国家对于新建建筑强制安装热计量装置的规定得到了比较好的落实,既有建筑的热计量改造也进行的如火如荼,建筑能耗得到了明显的降低。
热计量这一新事物,经过十几年的探索和试验,形成两种计量理念、六种方法。
一种计量理念是“用多少热,交多少费”。
从国外引进的户用热量表法和散热器热分配表法、北京众利德邦公司研发的流量温度法、清华大学江亿院士研发的通断时间面积法都是逍循这一理念。
另一种热计量理念是:“享受多少温度,交多少费”。
哈工大方修睦教授研发的温度法,采用的就是这种计量理念。
综合以上几种计量方法,珠海爱迪生节能科技有限公司开发出了通断时间(温度)面积法供热计量方法。
本文就这几种供热计量方法进行简要介绍。
1供热计量方法的简述1. 1户用热量表法原理:该系统由各户用热量表以及楼栋热量表组成。
在每户进口的供暖环路上安装一块户用热量表,通过读取热量表的热量耗用数据,获得住户的热量消耗量,根据热量单价进行计价。
目前在新建建筑屮,普遍使用一户一表的方式。
此种方式计量是否准确关键在于热量表的选择。
热量表根据流量传感器的形式可分为:机械式热量表、超声波热量表和电磁式热量表。
机械式热量表的初投资和流量测量精度相对较低,且传感器对轴承有严格要求和对水质有一定的要求。
超声波热量表的初投资相对较高,流量测量精度高、压损小、不易堵塞,但流量计的管壁锈蚀程度、水屮杂质含量、管道振动等因素将影响流量计的精度。
ICEM网格划分原理1网格离散原理2ICEM优点3ICEM划分思想4ICEM划分界面介绍5ICEM实际操作刘明洋2013年10月2014/10/2网格离散原理无论是CSD(计算结构力学)、CTD(计算热力学)还是CFD(计算流体动力学)——我们统一称之为工程物理数值计算技术。
支撑这个体系的4大要素就是:材料本构、网格、边界和荷载(荷载问题可以理解为数学物理方程的初值问题)。
网格是一门复杂的边缘学科,是几何拓补学和力学的杂交问题,也是支撑数值计算的前提保证。
网格出现的思想源于离散化求解思想,离散化把连续求解域离散为若干有限的子区域,分别求解各个子区域的物理变量,各个子区域相邻连续与协调,从而达到整个变量场的协调与连续。
离散网格仅仅是物理量的一个“表征符号”,网格是有形的,但被离散对象既可以是有形的(各类固体),也可以是无形的(热传导、气体),最关键的核心在于网格背后隐藏的数学物理列式。
网格基本要素是由最基本的节点(node)、单元线(edge)、单元面(face)、单元体(body)构成,实质上,线、面、体只不过是为了让网格看起来更加直观,在分析求解过程中,线、面、体本质上并没有起多大的作用,数值离散的落脚点在节点(node)上,所有的物理变量均转化为节点变量实现连续和传递。
在所有的CAE环境下,网格的基本要素均可以直接构成,但对于复杂问题而言,这是一个在操作上很难实现的事情,因此,基于几何要素的网格划分技术成为现代网格剖分应用的支点,和网格基本要素完全相同,对应的几何要素分别称之为点(point)、线(curve)、面(surface)和实体(solid)。
数值离散求解器是不能识别几何元素的,要对其添加“饲料”,工程师必须对几何元素进行“精加工”,因此,从这个意义上来说,网格剖分的本质就是把几何要素转换为若干离散的元素组,这些元素组堆砌成形态上近似逼近原有几何域的简单网格集合体。
因此,这里说明了一个网格“加工”质量的基本判别标准和几何元素的拟合逼近程度,理论上,越逼近几何元素的网格质量越好,当然,几何逼近只是一个基本的判别标准,网格质量判别有一系列复杂的标准。
电–热–气综合能源系统多能流计算方法******************,山东省青岛市,266121摘要:随着能源需求的不断增长和对能源安全和环境保护的日益关注,电–热–气综合能源系统作为一种高效、灵活的能源供应方式备受关注。
为了实现对电–热–气综合能源系统的全面优化和运行管理,需要对其多能流进行计算和分析。
本文针对电–热–气综合能源系统多能流计算问题,提出了一种综合能源系统多能流计算方法。
该方法结合系统能量平衡原理和数值计算技术,对电、热、气等多种能源进行耦合计算,实现了综合能源系统的高效运行与管理。
通过实例仿真,验证了该方法的有效性和实用性。
本文的研究对于电–热–气综合能源系统的优化设计和运行管理具有重要意义。
关键词:电–热–气综合能源系统;多能流计算;能源优化;系统能量平衡;数值计算一、引言能源问题一直是全球关注的焦点,传统的能源供应模式已经难以满足不断增长的能源需求和环境保护的要求。
而电–热–气综合能源系统作为一种高效、灵活的能源供应方式备受关注。
二、综合能源系统多能流计算方法2.1系统能量平衡原理电–热–气综合能源系统是一种由电力、热能和气体能源组成的复杂能源系统,其中各种能源之间存在相互转换和耦合关系。
在综合能源系统中,不同形式的能源之间通过各种设备和传输管道进行交互和转换,以满足不同领域的能源需求。
为了实现对综合能源系统的多能流计算,需要建立能量平衡方程,综合考虑各个能源在系统中的输入、输出和转换过程。
在电–热–气综合能源系统中,电力是其中主要的能源形式之一。
电力的输入主要来自于电力网络,通过输电线路输送到不同的用能节点。
电力的输出可以用于供电、电热转换、电动机驱动等多个方面。
热能是电–热–气综合能源系统的另一个重要组成部分,主要通过热网络进行供热或进行热电转换。
热网络将热能从热源输送到用户,满足生活和工业生产中的热能需求。
气体能源包括天然气、液化石油气等,主要用于供热、发电和工业生产等领域。